DE3721153C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermostatischen Regelung eines Wärmestrahlers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus DE-PS 33 43 799 bekannt, allerdings ohne Erwähnung des Thermostaten. In der Praxis wird aber beim Betrieb einer Vorrichtung nach DE-PS 33 43 799 so vorgegangen, daß ein Thermostat die Brennereinrichtung und Saugzuggebläse vollständig abschaltet (oder mit deren vollen Leistung zuschaltet), wenn die Raumtemperatur die am Thermostaten eingestellte Solltemperatur überschreitet (unterschreitet). Es wird also beim Überschreiten der eingestellten Raumtemperatur der Wärmestrahler vollkommen stillgesetzt, und nach Absinken der Raumtemperatur um einen bestimmten, ebenfalls am Thermostaten eingestellten Betrag die volle Brennerleistung des Wärmestrahlers wieder in Betrieb genommen. Dies ergibt einen ziemlich ungleichmäßigen Betrieb mit ständigen Schwankungen der Raumtemperatur. Diese Schwankungen sind für die im Raum arbeitenden Personen unangenehm. Unter Umständen, nämlich bei Forderung einer relativ genauen Konstanthaltung der Raumtemperatur, können sie auch zur Beeinträchtigung des Fabrikationsprozesses führen. Außerdem ist das wiederholte Abschalten der gesamten Brennerleistung auf Null und Wiedereinschalten auf volle Leistung auf die Dauer dem Wärmestrahler bzw. seiner Brennereinrichtung nicht zuträglich. Eine Reduzierung der Wärmeabgabe eines solchen Strahlers war nur auf dem Wege möglich, daß die Brennerleistung entsprechend heruntergesetzt wurde, wobei aber das Saugzuggebläse mit voller Leistung weiterlief. Dies hatte aber Überluft und damit eine unsaubere Verbrennung zur Folge. Insbesondere wird demgegenüber mit der Erfindung stets eine saubere Verbrennung, und zwar auch dann erreicht, wenn der Brenner nur mit einem Teil seiner vollen Nennleistung gefahren wird.

Aus DE-OS 25 45 135 ist eine Vorrichtung zur Regulierung eines Gasheizungskessels mit künstlichem Zug bekannt, die somit nicht den Oberbegriff des Anspruchs 1 erfüllt, d. h. gattungsfremd ist. Zwar ist bei DE-OS 25 45 135 auch ein Gasbrenner und ein Absaugventilator für die Mischung aus verbranntem Gas und Luft vorgesehen. Wird aufgrund der Messung eines Thermofühlers mehr an Heizung verlangt, so bewirkt dies eine Erhöhung des Speisestromes des Antriebsmotors des Absaugventilators und damit eine Erhöhung dessen Geschwindigkeit. Hierdurch wird ein Unterdruck im Innern eines Abzuges und ein relativer Überdruck in einer Leitung erzeugt. Dies hat wiederum die Betätigung eines pneumatischen Ventiles zur Folge, und dessen Änderung bewirkt eine Erhöhung der Gaszufuhr zum Brenner. Die Steuerung der Brennergaszufuhr erfolgt also vom Abzugventilator her, was eine gewisse Zeitverzögerung zur Folge hat. Im Zeitraum zwischen Beginn der Erhöhung der Drehzahl des Absaugventilators und des Erreichens der gewünschten höheren Leistung des Brenners erhält der Brenner zu viel an Luft (bezogen auf die Brenngase), er hat also Überluft, die eine unsaubere Verbrennung zur Folge hat. Ist die durch den Gasbrenner erzielte Temperatur zu hoch, so bewirkt der Thermofühler beim Gegenstand von DE-OS 24 45 135 eine Reduzierung der Leistung des Ventilatormotors, welche über die Änderung des Luftdruckes eine Verstellung des pneumatischen Ventiles im Sinne einer Reduzierung der Gaszufuhr zum Brenner zur Folge hat. Diese Reduzierung der Brennerleistung erfolgt etwas später als die Reduzierung der Leistung des Ventilatormotors. Während dieses Zeitraumes arbeitet die Vorrichtung mit Gasüberschuß, was ebenfalls eine unsaubere Verbrennung zur Folge hat. Hinzu kommt, daß der Gegenstand von DE-OS 25 45 135 eine relativ komplizierte und damit aufwendige Konstruktion ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine besonders feinfühlige Regelung der Brennerleistung und damit der Raumtemperatur zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 vorgesehen. Hiermit kann die Raumtemperatur nahezu kostant gehalten werden. Zumindest sind im Zeitablauf des Betriebes die Schwankungen der Raumtemperatur wesentlich geringer als beim eingangs genannten Stand der Technik nach DE-PS 33 43 799. Demgebenüber ist es zur Erzielung einer sauberen Verbrennung wesentlich, daß sowohl die Gasbrenneranordnung als auch das Saugzuggebläse stufenweise und dabei synchron miteinander in ihre jeweilige Leistungsstufe verstellt werden. Gegenüber der erläuterten Vorrichtung nach DE-OS 25 45 135 ist die Gefahr vermieden, daß durch ein zu spätes Anpassen der Gebläseleistung (oder der Brennerleistung) an die sich ändernde Brennerleistung (oder Gebläseleistung) eine unsaubere Verbrennung erfolgt, wodurch der Brenner mit Überluft oder mit Gasüberschuß arbeiten würde.

Insbesondere bei Wärmestrahlern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, bei denen die Abgase unmittelbaren Raumkontakt haben, sind unsaubere Verbrennungen unbedingt zu vermeiden. Hinzu käme eine Verschlechterung des Wirkungsgrades. Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich zum einen durch ihren relativ einfachen Aufbau und hinsichtlich der Gasbrennerventile dadurch aus, daß zumindest ein Ventil für Teillastbetrieb brennt, d. h. der Brenner selber nicht völlig abgeschaltet wird, wobei (siehe oben) mit dem Abschalten bzw. Zuschalten des Thermostates synchron und dabei in direkter Abhängigkeit von der Raumtemperatur die entsprechende Beeinflussung der Brennerleistung und auch der Gebläseleistung erfolgt. Durch die Mittel bzw. Einrichtungen, um den Druck- und damit Leistungsunterschied zwischen den einzelnen Gasbrennerventilen einzustellen, wird eine Feineinstellung der jeweiligen Brennerleistungen der Gasbrennerventile auf die jeweiligen Anforderungen des Wärmestrahlers und auch auf die jeweiligen Leistungen des Sauggebläses, d. h. eine sehr weitgehende Anpassung der Heizung an die jeweilige Raumtemperatur, ermöglicht. Durch die gleichzeitige Änderung der Leistung des Saugzuggebläses und der Brenneranordnung wird in allen eingestellten Leistungsstufen ein sehr hoher feuerungstechnischer Wirkungsgrad erreicht.

Die Merkmale des Anspruchs 2 zeichnen sich durch eine besonders einfache Ausgestaltung, nämlich Anordnung von nur zwei Gasbrennerventilen unterschiedlicher Brennleistung aus.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 ist eine in ihrem Aufbau ebenfalls einfache Regelung der Gebläsemotorleistung geschaffen, welche durch die Merkmale des Anspruches 4 weiter vereinfacht wird.

Mit den Merkmalen des Anspruches 5 ist eine zusätzliche Anpassung der Motorgebläseleistung an die Brennerleistung möglich.

Die Merkmale des Anspruches 6 stellen eine mit einfachen Mitteln zu bewirkende Zu- und Abschaltung der Gasbrennerventile und des Widerstandes dar.

Weitere Einzelheiten sind der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: schematisch erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2: ebenfalls schematisch zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3: ein zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gehörendes Schaltschema, bei dem zur Erläuterung der Erfindung unwesentliche Schaltelemente eines solchen Wärmestrahlers nicht mit eingezeichnet sind.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht der Wärmestrahler aus einem etwa U-förmig gebogenen Strahlrohr 1, das der Wärmeabstrahlung dient und hierzu in der Regel mit einem Reflektor versehen ist (nicht dargestellt). An dem einen, eingangsseitigen Ende 2 des Strahlrohres 1 ist eine Gasbrenneranordnung 3 und an dem anderen, ausgangsseitigen Ende 4 des Strahlrohres 1 ein Saugzuggebläse 5 vorgesehen, das die Mischung aus Luft und verbranntem Gas aus dem Strahlrohr in Pfeilrichtung 6 abzieht und damit im Innern des Strahlrohres 1 einen gewissen Unterdruck erzeugt. Das Saugzuggebläse 5 wird durch einen Motor 7 angetrieben. Die Gasbrenneranordnung 3 ist hier mit zwei Gasbrennerventilen 8, 9 versehen, von denen das Ventil 8 eine größere Brennerleistung hat als das Ventil 9.

Die Anordnung nach Fig. 2 ist im Prinzip ähnlich. Nur ist hier das Strahlrohr 1′ langgestreckt und es sind drei Gasbrennerventile 10, 11 und 12 unterschiedlicher Brennleistungen vorgesehen.

Fig. 3 zeigt einen auf die Raumtemperatur einstellbaren Thermostaten 13, der bei einer Temperatur unterhalb des eingestellten Wertes in der mit einer durchgezogenen Linie 13′ gekennzeichneten Stellung die Vollaststufe 14 einschaltet. Ist dagegen die Raumtemperatur erreicht oder sogar überschritten, so wird der Thermostat in die mit 13′′ bezifferte, strichpunktierte Thermostatstellung umgeschaltet, in der die Vollaststufe 14 abgeschaltet und die Teillaststufe 15 zugeschaltet wird. Das Schaltschema zeigt die Zuschaltung des Brennerventiles 8 höherer Leistung in der Vollast-Schaltstufe 13′, 14. In dieser Stellung ist das Relais 16 abgeschaltet, so daß das Brennerventil 9 nicht in Betrieb ist. Dagegen wird bei der Umschaltung auf Teillast, d. h. in der Schaltstellung 13′′, 15 das Ventil 8 abgeschaltet und durch Schließen des Relais 16 das Ventil 9 zugeschaltet. Die Brenneranordnung 3 fährt mit geringerer Leistung. Das Leistungsverhältnis kann z. B. wie folgt sein:

Brennerventil 8: 100%
Brennerventil 9:  30%

Synchron mit der vorstehend beschriebenen Änderung der Brennerleistung wird über das Relais 16 ein im Stromkreis 17 des Gebläsemotors 7 liegender Widerstand 18 entweder überbrückt (Schaltstufe 13′, 14 bei Vollastbetrieb) oder aber durch Öffnung des betreffenden Schalters 19 in den Motorstromkreis 17 eingeschaltet (Schaltstellung 13′′, 15 des Thermostates bei Teillast). In der Teillaststellung wird durch den Widerstand 18 die am Motor 7 anliegende Spannung verringert und damit dessen Leistung reduziert. Je nach Bauart des Motors kann der Stromkreis 17 die eigentliche Motorwicklung, aber auch eine Erregerwicklung oder sonstige Steuerwicklung oder dergleichen sein. Wesentlich ist, daß die Änderung der Brennerleistung und die Änderung der Gebläseleistung durch den Thermostaten 13 gleichzeitig erfolgen.

Statt eines gemeinsamen Relais 16 für die zuvor beschrie­ benen Schaltungen könnten auch zwei separate Relais vor­ gesehen sein, die vom Thermostaten her gleichzeitig betätigt werden, wobei ein Relais die Zu- und Abschaltung der Bren­ nerventile und das andere Relais die Zuschaltung bzw. Über­ brückung des Widerstandes bewirkt.

Sind mehr als zwei Brennerventile vorgesehen, z.B. gemäß Fig. 2 drei Brennerventile, so können diese in ihrer Leistung und in ihrer Kombination für den jeweiligen Betrieb in den beiden Thermostatstellungen entsprechend ausgelegt sein.

Zur Feinanpassung der Brenneranordnung 3 und des Saugzug­ gebläses 5 sind in der Zeichnung nicht gesondert darge­ stellte Vorrichtungen bzw. Mittel vorgesehen, um den Druck- und damit Leistungsunterschied zwischen den einzelnen Gasbrennerventilen 8, 9 bzw. 10 bis 12 ein­ zustellen. Desgleichen ist eine Anpassung 20 des Wider­ standes 18 zwecks Feineinstellung der Absaugleistung des Gebläses 5 möglich.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur thermostatischen Regelung eines Wärmestrahlers, insbesondere zur Großraumbeheizung, wobei der Wärmestrahler einen oder mehrere Strahlrohre besitzt und an einem Strahlrohrende eine Gasbrenneranordnung und am anderen Strahlrohrende ein Saugzuggebläse vorgesehen ist, das im Strahlrohrinnern einen Unterdruck erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasbrenneranordnung (3) mindestens zwei Gasbrennerventile (8, 9; 10, 11, 12) unterschiedlicher Leistung aufweist, daß das Saugzuggebläse (5) von einem in seiner Leistung veränderbaren Motor (7) angetrieben ist und daß der Thermostat (13) in Schaltverbindungen mit Schalteinrichtungen (16, 19) steht, die beim Abschalten (Zuschalten) des Thermostates (13) durch entsprechende Zu- und/oder Abschaltung eines oder mehrerer Brennerventile die Gesamtbrennerleistung verringern (erhöhen) und zugleich die Saugzugleistung des Gebläsemotors verringern (erhöhen) und durch Mittel bzw. Einrichtungen, um den Druck und damit Leistungsunterschied zwischen den einzelnen Gasbrennerventilen (8, 9; 10, 11, 12) einzustellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasbrenneranordnung (3) zwei Gasbrennerventile (8, 9) unterschiedlicher Brennleistung aufweist, wobei das stärkere dieser Ventile (8) bei Vollastbetrieb und das schwächere dieser Ventile (9) bei Teillastbetrieb eingeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Leistung des Gebläsemotors (7) bestimmenden Stromkreis (17) ein Widerstand (18) vorgesehen ist und daß die thermostatgesteuerte Schalteinrichtung bei Vollastbetrieb der Brenneranordnung den Widerstand verkleinert und bei Teillastbetrieb vergrößert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (16, 19) bei Vollastbetrieb der Brenneranordnung den Widerstand (18) überbrückt, bzw. bei Teillastbetrieb die Überbrückung unterbricht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Beeinflussung des Widerstandes (18) durch den Thermostaten (13) eine veränderbare Einstellung (20) des Widerstandes zwecks Anpassung der Saugleistung des Gebläses (5) an die Brennerleistung vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (13) in seiner Schaltstellung für Vollastbetrieb und in seiner Schaltstellung für Teillastbetrieb ein Relais (16) zu- bzw. abschaltet und daß das Relais entsprechende Zu- und Abschaltungen der Gasbrennerventile (8, 9; 10, 11, 12) und des Widerstandes (18) bzw. Veränderungen des Widerstandes bewirkt.